乘用车电池包线束设计

原本想春节假期学习整理一下线束相关内容，怎奈大把时间都在买口罩。。。好不容易下了单等发货，又被各种新闻时而吓上几跳，时而气个半死。忽然发现，明天要上班了。闲言少叙，把能收拾整理的先罗列一下，暂时给自己一个交代。

线束设计开发的总体过程，从信息传递角度考虑。

自从有了3D工具，工程设计的工作量就被降低了不少，基于3D数模直接加工结构件，已经是行业常态。结构的变更，直接在3D数模上实施，2D工程图会实现联动。这点在线束设计上，按理说也是一样的，只是线束的一些信息不是几何上能够直接体现的，因此要补充一些辅助信息。

然而在目前工作中，实际还是原理图是手工画的原理图，线束图还是手工画的2D线束图，3D的应用，主要在估计线束长度尺寸这个环节，肯定是有帮助，但对效率的提高是有限的。如果再考虑到变更，包括引脚定义的变更、走线路径和长度变更、固定点和方式的变更，这些环节基本还是手动操作，准确性全靠工程师个人保证。

一个理想的起码是基于现有工具上理想的工程设计，应该是3D模型中包含原理图和线束图的绝大部分信息，全部变更，都从原理图驱动3D图进而2D图跟随变更。

1.电气原理图

电池包的电气原理图，包含高压和低压两个部分，有些公司分开在两张图上体现，有些则集中绘制在一张图上。目前没有明确的规范要求，以清楚表述电气连接关系为准。

1.1高压原理图

电池包自身的高压原理图比较简单，主要体现高压回路上的连接关系，所连接器件主要有：高压连接器、熔断器、继电器、MSD、模组（如果有）、加热器（如果有）。具体包含哪些电器件，主要是由电池包所搭载的车型的电气架构决定。哪些高压功能放在电池包内（比如加热、快充、双电机供电等），从整车综合成本（线缆长度、对电气件的要求）、综合性能（EMC、线损、三电布置）、ECU功能分配等角度出发，去整体评估。所以高压原理图其实就是整车高压原理图的一个局部，直接扒下来的。

1.2低压原理图

电池包低压原理图，需求输入肯定也是整车电气架构，主要体现在电池包低压连接器的引脚定义上，电池与整车通过怎样的方式交互（通讯回路），整车给电池怎样提供低压电源（几路电源端口）。只是电池有自己的管理系统BMS，所以低压电气原理图除了小部分体现整车需求以外，主要就是看你电池包选用了什么样的BMS，BMS本身是什么样的结构，基本就决定了低压原理图的面貌。

乘用车电池包电量较小的车型存在着集中式BMS的应用需求，随着电量做的越来越大，基本都选择分布式的BMS了。分布式的比较复杂，后面按照分布式的情况阐述，低压原理图主要体现的信息包含如下几个方面：

• BMS主板从板的通讯连接关系，一般can通讯的是并联分别挂在canbus上，还是用can线把全部主从板串联起来的；

• 唤醒信号的传递关系，是一个主板同步唤醒全部从板，还是主板到从板1、从板2。顺序唤醒关系；

• 主板与从板之间的供电关系，也就是支持主板工作的电能从哪里供给，支持从板工作的电从哪里供给；

• 主板与各个电气元件的电源连接关系，电气元件就是前文提及的那些，继电器、电流传感器，目前看后面逐渐还会有烟雾报警器、压力传感器、湿度传感器等等；

• 主板与各个电气元件的信号连接关系（包括驱动和信号采集两种）；

• 主板的高压信号采集和绝缘检测功能，也需要通过线束连接实现；

• 从板到电池的电池电压采样线连接关系；

• 从板到电池的电池温度采样线连接关系；

• 系统接地网络，BMS不同，接地点的要求也不同，怎么不同法，等后面整理；

接线表

以上全部的连接关系，都可以放到一张表格里，有的地方叫接线表。这张表除了体现上述连接关系，还需要包含如下信息：

线缆编号、输出端线标、输出端功能说明、输出端端子型号、输出端防水塞型号、输入端线标、输入端功能说明、输入端端子型号、输入端防水塞型号、线缆牌号、线缆截面尺寸、线缆颜色、配置电池包型号。下面表格是在网上找的一个整车线束的接线表。

2.3D布线设计

3D布线，可以说存在着几种不同程度的应用方式，暂且给他们命名叫做自动化、半自动化和手动吧。

2.1自动化

有很多文献说，通过原理图开发软件（比如IVED）与3D布线软件的协同，直接把原理图的接线信息导入到3D软件，直接就可以生成连接关系，而3D布线只要做好明确路径和固定方案这些工作就可以。只是没有具体这么操练过，如果能实现到这一步真是比较理想了，主要是原理图软件和3D软件的联动，实现起来是难点；另外就是直接从原理图导入几百条线的连接关系，然后手动拖拽成线束，工作量也不小。

2.2手动

就是3D数模的绘制，主要考虑其对线束各个分支的长度估计有很明确的参考意义，因此，3D布线完成后，再从头绘制2D线束图，只是通过手工测量的方式，再3D数模上获取长度信息，如下图中的这些数据信息。

2.3半自动

如果不能实现原理图驱动，退而求其次的做法是手动拉每个引脚的连接关系，然后再根据实际做线的要求，把单根线缆就近组合成线束。这样做在设计初期肯定是比较费时费力的，但好处就是，开发后期的全部变更，你只要根据原理图调整3D数模的连接关系，2D展开图的连接关系就会联动，不必再单独修改两套东西，节省一点工作，而尤其具有现实意义的是，我们后期的变更，多数把注意力集中在2D线束图上，不再需要3D数模上的长度信息，因而很容易出现3D的版本更新跟2D图纸不符，这给数据存档和回溯带来困难；并且以2D展开图的方式直接体现线束每个部分的长度信息，与手工测量3D图上的长度相比，会节约很多工作量。

3 2D线束图

线束图的绘制，主要目的是指导线束的生产，线束厂家需要根据线束图，拆解出线束加工所需工艺信息，进一步形成线束加工工艺图。线束图需要体现的信息，其实就是把前面接线表的信息分散到图纸中去，还需要补充的信息包括：各段尺寸信息、连接器孔位的位置信息、线束表面的包覆层要求、固定方案（支座型号、支座位置尺寸）及特殊技术要求的文字说明。说起来就这几个字，实现出来，真是一根线一根线的抠，是个考验人耐心的活计。又要说，这要是直接从3D转化过来，起码连接器的引脚定义是不需要再多次核对的了。